控制和限制润湿剂循环中微生物污染的方法和装置的制作方法

专利名称：控制和限制润湿剂循环中微生物污染的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制和限制润湿剂循环和其它含水介质中#1生物 污染的方法和装置，尤其是在印刷领域中。
背景技术：
润湿剂(润湿溶液)用来保持印刷版在不接收印刷油墨的位置处的 亲水区域亲水。润湿溶液通过润湿装置直接或间接施加到印刷版上，由此印刷油墨 吸收有限量的润湿剂以形成乳状液。所述润湿溶液包含使印刷版的非印 刷部分保持亲水的组分，由此防止该区域接收油墨。该方法尤其在平版印刷法中使用，在所述平版印刷法中印版的印刷 和非印刷区域几乎在一个平面上。这些印刷方法基于印刷版涂层中特定 物质的不同的物理化学行为，所述特定物质是接收油墨的或排斥油墨 的。在胶版印刷中，所述印版为薄印刷板(例如铝的)，在其表面上有 接收油墨(亲油的)的图像区域和非图像(亲水的)区域。印刷机每小时消耗10至150升数量级的润湿溶液。润湿液通常在 稍微冷却的条件下使用。除了水之外，润湿剂通常包含pH调节物质(緩沖剂)、防腐剂(例 如生物杀灭剂)、腐蚀抑制剂、版保护组分和任选的湿润剂。这些组分 通常包含在润湿剂浓缩物中，然后用水将所述浓缩物稀释至预定的浓 度。预制的润湿剂在闭合循环中运行。印刷机的单独的润湿装置通过循 环管线与润湿剂供应系统连接。在供应管线中，将润湿剂供应给润湿装置。在回流管线中，被油墨 和纸颗粒污染的过量润湿剂流回到再处理装置。基于所述装置的设计， 在返回的润湿剂流入到所述装置的5&槽中之前，其通过过滤材料或由人
造纤维制成的过滤袋净化除去污染物颗粒。冷却装置也通常连接到该润 湿剂再处理设备中，通过所述冷却装置使润湿剂的温度恒定在预定值，通常为9至15。C。在印刷过程中，不断地消耗润湿剂并通过计量的新鲜润湿剂补充。 尽管不时地进行冷却和过滤，但是润湿剂循环中的微生物负荷仍大大增 加。来自印刷过程的污染物颗粒，尤其是来自纸张涂布的纤维素，以及 所用的緩冲剂为微生物提供了有利的生长条件。在管道、过滤器、润湿装置和润湿剂供应装置的Ji&槽中形成生物膜。 随着微生物污染增加，緩冲物质降级和pH值升高，pH值升高不利地 影响印刷过程，例如起始行为更差、供水增加和墨-水平衡不稳定。在印刷操作期间，润湿剂循环中的微生物污染可以通过加入生物杀 灭剂来预防，但是不够充分；生物杀灭剂只能抑制微生物生长，而不能 杀死微生物。由于对印刷机旁的工作人员的健康有危害，因此这些产品 的选择和浓度受到限制。润湿剂循环的微生物污染过度时，必须净化整个系统，并用强碱溶 液(例如过氧化氢、次氯酸盐或其它高效杀菌剂的组合)漂洗5至8小 时。每隔一至两个月通常就需要这样的净化循环。印刷机和由此的管道循环系统规模越大，润湿剂循环中的微生物污 染问题越严重。在循环中高流速运行的总液体体积在报纸印刷机中通常 为200至500升，并且是必须被长距离运输的体积。报纸印刷机尤其容 易受到微生物污染的影响，因为其管道直径较大，因此从没有完全被润 湿剂填满。另外，存在增加的大部分由纤维素构成的纸屑负荷。在溶液中游离生长的细菌由生物杀灭剂或抗生素相对容易地攻击 和控制。 一旦形成了生物膜，则这些细菌基本上更有抗性了。在生物膜 中，细菌彼此附着或者吸附在基质上，同时被主要由多糖和蛋白质组成 的胞外物质包围。该粘液层非常有效地保护细菌免于外界影响。用市售 的生物杀灭剂不能安全地控制印刷机润湿溶液管道系统中的生物膜。一 旦在润湿系统中形成微生物层，则它们非常迅速地生长并会严重干扰印 刷操作。脱落的生物膜和聚集物可能被冲到润湿装置中，堵塞过滤器、 喷嘴和阀门。在润湿剂再处理系统中，增加的微生物生长可以通过润湿
剂贮槽中的腐败气味来识别。在回流管线的过滤垫和润湿剂贮槽的壁上 形成粘液层。发明内容因此，本发明的目的是开发一种方法和装置，利用这种方法和装置 可以消除润湿剂循环的微生物污染。该目的通过包括电化学处理润湿剂步骤的方法来实现。根据本发 明，这通过在润湿剂循环中的至少两个电极之间施加电压来实现。本方法用来减少润湿剂循环中的微生物生长。因此，可以抑制或阻 止新的微生物污染，并且即使微生物污染已经存在，也可以降低微生物 数量。一个实施方案中，可以使用直流电压，使得所述至少两个电极构成阳 极和阴极。在本发明的一个优选实施方案中，将通常由不锈钢构成的润湿 剂再处理装置的贮槽用作阴极。可替代地并优选地，所述电压也可以是交流电压。极性的转换避免 了由电解产生的裂解产物，以及避免了在电极表面上形成沉积。矩形波电压是交流电压的尤其合适的形式。交流电压的频率优选为0.01至108 赫兹，更优选为0.01至20,000 Hz,最优选为0.05至10 Hz或者1至10 Hz。在当使用直流电压或交流电压的两种情况下，电压优选为0.5至250 伏特，优选2至50伏特，更优选5至20伏特。由于非常高的电压会危 及操作人员，所以优选较低的电压值。所述至少两个电极可以设置在润湿剂循环的任何适当位置处，例如 在润湿剂供应管线中、在循环系统中如集成到管道系统中的循环系统中 或在润湿剂贮槽中。利用电极对润湿剂的电化学处理还可以通过外部设 备实现。因此，部分润湿剂通过旁路在该设备中处理，然后循环。理论 上，还可以4吏用两个以上的电极或设置在不同位置处的两对或多对电 极。用于电极的合适的材料可以选自金属、半导体、导电陶瓷、石墨或 导电塑料。用于电极的尤其优选的材料包括钛、钛合金或有涂层的钛。
尤其优选铂、铱、铟、氧化钌、氧化铟、氯化铱或它们的混合物的涂层。假设，在处理过程中形成氧自由基，例如其比氯具有对生物膜强得 多的影响。微生物污染的控制包括阻止微生物生长和杀死微生物。还观察到润湿剂的澄清。在操作过程中变得相当混浊和有色的润湿 剂在处理过程中变得越来越干净。所述处理可以连续进行，但其也可以被间断数天或数小时。具体地， 所述操作可以根据微生物的生长来控制。本发明还涉及用于实施上述方法的装置，所述装置包括具有至少两 个电极的润湿剂系统和电源。润湿剂系统包括润湿装置、循环管路和润 湿剂供应系统。所述润湿剂供应系统包括润湿剂再处理设备、冷却设备、 计量装置和润湿剂贮槽。所述润湿剂再处理设备包括用于循环的泵装置 和过滤装置。


图1示意性示出电化学处理装置的实施方案。图2示出电化学处理装置的可替代的实施方案。
具体实施方式
通过下面的实施例进一步说明系统的操作模式。设备的设置如下。该设备所需的电流通过变压器提供，所述变压器具有来自230至240 V的市电电源的初级输入电压和25 V、 12 V和6 V的交流电输出。所 述变压器的功率为100 W。由25 V交流电输出，通过桥式整流器和随后的用2200 pF的电解质 电容器滤波产生28 V的直流电压。为了保护所述设备免于过载和短路，通过串联连接的可控制的电压 调节器将输出电流限制到1.5 A。在过载的情况下，电压调节器被加热 并自动将电流调低。
由12V的交流电输出，通过桥式整流器产生14V的直流电压，并 且由集成的电压调节器稳定在10 V。通过1000 pF的电解质电容器进行 滤波。稳定的IOV直流电压供给矩形波发生器。设置矩形波发生器中元件的尺寸，以获得1:1的间歇脉冲比。矩形 波发生器可以通过电位计在0.05至10 Hz内调节。继电器与矩形波发生器的输出端连接。根据矩形波发生器的频率通 过两个开关触点连续地交换28V直流电压(2个点)的极性，以产生矩 形波交流电压。继电器输出端与浸入式电极连接。后者由尺寸为300x30 mm且厚度 为3mm的两个钛片组成。为了保护，导线被浇铸在环氧树脂中。电极 板彼jt匕之间的^巨离为10 mm。由6V的交流电输出，通过桥式整流器产生8V的直流电压，并且 由集成的电压调节器稳定在5 V。通过1000 pF的电解质电容器进行滤 波。稳定的5V直流电压供给用于电流测量的数字显示器。电流通过l欧姆电阻上的电压降来测量，所述电阻串联连接在限流 器和继电器之间。测量范围为0至1.999 mA。在测试试验中，证实了当接通装置时，电流首先急剧升高，然后在 l至2小时后降低并稳定。电流高度依赖于润湿剂的导电率。优选电流 在0.1至2A的数量级上，优选0.1至0.6A。两天至四天之后，生物膜和其它污染物聚集物逐渐从管道和循环系 统脱落，被冲走并在过滤垫上的回流溶液中聚集。此外，可以观察到润 湿溶液变得一天比一天千净。利用所谓的浸片(dip-slide)检验微生物负荷。所用的浸片为Merck， Darmstadt, Germany的Envirocheck Contact Slide。后者是用琼月旨(酵 蛋白胨大豆胨琼脂)涂覆的板。浸片的背面包含含有增加的中和剂的相 同的涂层，所述中和剂使润湿剂中生物杀灭剂的活性无效。所述浸片在
36。C下培养3天，然后评价。形成的菌落数(菌落形成单位)是润湿剂中微生物负荷的标度 (CFU/ml)。既检验过滤器的拭样样品，也检验润湿剂的拭样样品。其 它检验在开始电化学水处理的24或48小时后进行。浸片不经过电化学 水处理经过电化学水处理24小时后48小时后第一面 CFU/ml过滤器10bIOMO4润湿剂10M0410^第二面 CFU/ml 含有中和剂过滤器> 10710*润湿剂106-107104102-103可以看出，在进行根据本发明的处理24小时之后，微生物负荷减 少了十的若干次幂，并由此达到在润湿溶液循环中不起决定作用的值。 根据本发明的方法不影响印刷过程和润湿溶液的性质，例如pH值或导 电率。根据本发明的方法不仅适用于润湿剂，也适用于柔性版印刷中的印 刷和净化循环。尤其优选将根据本发明的方法用于存在有机物质转移的水循环，因 为后者促进微生物生长。"含水介质"指的是水含量为至少50重量％ ，优选至少70重量％ 。本发明的另一实施方案是一种用于降低印刷领域中含水介质的微 生物污染的方法，其包括电化学处理含水介质的步骤，和一种用于降低 超滤系统和渗透系统中微生物污染的方法，其包括电化学处理含水介质 的步骤。对于这些方法，采用相同的其它实施方案，如与用来限制润湿剂循 环中的微生物污染的方法所述。这些其它方法尤其适用于在印刷领域中实施。印刷领域包括与尤其是柔性版印刷的凸版印刷、凹版印刷、尤其是 胶版印刷的平版印刷、使用印刷机将印刷油墨和漆以自动方式施加到承
印物(纸、纸板、卡纸、塑料、金属片等)上的丝网印刷的方法有关的 工作。
权利要求
1.一种用于减少具有含水介质的循环的微生物污染的方法，其包括电化学处理所述含水介质的步骤，其中所述循环是润湿剂循环。
2. 根据权利要求l的方法，其中所述电化学处理通过在至少两个 电极上施加电压来实现。
3. 根据权利要求1或2的方法，其中所述电化学处理通过施加直流 电压来实现，其中所述至少两个电极构成阳极和阴极。
4. 根据权利要求2的方法，其中所述电压是交流电压。
5. 根据权利要求4的方法，其中所述交流电压是矩形波电压、正 弦电压或三角形电压。
6. 根据权利要求4或5的方法，其中所述交流电压的频率为0.01 至108赫兹。
7. 根据权利要求2 6中任意一项的方法，其中所述电压为0.5至 250伏特，优选5至50伏特，更优选可达到25伏特。
8. 根据权利要求2 7中任意一项的方法，其中所述至少两个电极 设置在润湿剂供应中、在循环系统中或在旁路中。
9. 根据权利要求2 8中任意一项的方法，其中用于所述至少两个 电极的材料独立地选自金属、半导体、导电陶瓷、石墨或导电塑料。
10. 根据权利要求2-9中任意一项的方法，其中用于所述至少两个 电极的材料独立地选自钛、钬合金或有涂层的钛。
11. 根据权利要求10的方法，其中所述钛的涂覆通过铂、铱、铟、 氧化钌、氧化铟、氧化铱或它们的混合物实现。
12. —种实施根据权利要求l-ll中任意一项的方法的装置，其包 括循环系统、至少两个电极和电源，其中所述循环系统是润湿剂循环。
13. 根据权利要求12的装置，其中所述电源是交流电源。
14. 一种用于减少印刷领域中含水介质的微生物污染的方法，其包 括电化学处理所述含水介质的步骤。
15. —种用于减少超滤系统和渗透系统中微生物污染的方法，其包 括电化学处理含水介质的步骤。
16. 根据权利要求14或15的方法，其中所述电化学处理通过在至 少两个电极上施加电压来实现。
17. 根据权利要求14 16中至少一项的方法，其中所述电化学处理 通过施加直流电压来实现，其中所述至少两个电极构成阳极和阴极。
18. 根据权利要求16的方法，其中所述电压是交流电压。
19. 根据权利要求18的方法，其中所述交流电压是矩形波电压、正 弦电压或三角形电压。
20. 根据权利要求18或19的方法，其中所述交流电压的频率为0.01 至108赫兹。
21. 根据权利要求16 20中任意一项的方法，其中所述电压为0.5 至250伏特，优选5至50伏特，更优选可达到25伏特。
22. 根据权利要求16-21中至少一项的方法，其中所述至少两个电 极设置在润湿剂供应中、在循环系统中或在旁路中。
23. 根据权利要求16~22中任意一项的方法，其中用于所述至少两 个电极的材料独立地选自金属、半导体、导电陶瓷、石墨或导电塑料。
24. 根据权利要求16-23中任意一项的方法，其中用于所述至少两 个电极的材料独立地选自钛、钬合金或有涂层的钛。
25. 根据权利要求24的方法，其中所述钛的涂覆通过铂、铱、铟、 氧化钌、氧化铟、氧化铱或它们的混合物实现。
26. 根据权利要求14-24中任意一项的方法，其中所述印刷领域中 的所述含水介质是自动橡皮布和墨辊清洗系统的储存罐中的水、渗透装 置的储存罐中的水和板显影系统中的水溶液。
27. 根据权利要求15的方法，其中所述超滤系统和渗透系统是用在 印刷领域中的超滤系统和/或渗透系统。
全文摘要
公开了一种减少润湿剂循环中微生物污染的方法。所述方法包括电化学处理润湿剂的步骤。
文档编号C02F1/467GK101163644SQ200680013793
公开日2008年4月16日 申请日期2006年4月25日 优先权日2005年4月26日
发明者赫尔穆特·桑德尔 申请人:费利克斯贝特彻有限两合公司